linux 4.14 kernel屏蔽arm arch timer的方法

在 ARMv7 架构的单核 CPU 系统中，完全禁用 coretime 时钟中断（通常是 ARM 私有定时器中断）需要谨慎操作，因为这会导致调度器无法工作，系统可能失去响应。以下是实现方法及注意事项：

方法 1：通过 GIC 屏蔽中断（推荐）

ARM 的时钟中断（通常是 PPI 中断号 30）通过 GIC（Generic Interrupt Controller）管理：

#include <linux/irq.h>

// 获取时钟中断号（通常是30）
#define TIMER_IRQ 30

// 屏蔽中断
void disable_timer_irq(void)
{
    struct irq_desc *desc = irq_to_desc(TIMER_IRQ);
    if (desc) {
        raw_spin_lock_irq(&desc->lock);
        irq_settings_set_disabled(desc);  // 标记为禁用
        desc->irq_data.chip->irq_mask(&desc->irq_data); // 硬件屏蔽
        raw_spin_unlock_irq(&desc->lock);
    }
}

// 恢复中断
void enable_timer_irq(void)
{
    struct irq_desc *desc = irq_to_desc(TIMER_IRQ);
    if (desc) {
        raw_spin_lock_irq(&desc->lock);
        desc->irq_data.chip->irq_unmask(&desc->irq_data);
        irq_settings_clr_disabled(desc);
        raw_spin_unlock_irq(&desc->lock);
    }
}

方法 2：直接操作定时器寄存器

通过 ARM CP15 协处理器控制私有定时器：

// 禁用定时器中断
static void disable_arm_private_timer(void)
{
    u32 ctrl;
    // 读控制寄存器 (CP15 c14)
    asm volatile("mrc p15, 0, %0, c14, c3, 1" : "=r" (ctrl));
    ctrl &= ~(1 << 2);  // 清除中断使能位
    asm volatile("mcr p15, 0, %0, c14, c3, 1" : : "r" (ctrl));
}

// 恢复定时器中断
static void enable_arm_private_timer(void)
{
    u32 ctrl;
    asm volatile("mrc p15, 0, %0, c14, c3, 1" : "=r" (ctrl));
    ctrl |= (1 << 2);  // 设置中断使能位
    asm volatile("mcr p15, 0, %0, c14, c3, 1" : : "r" (ctrl));
}

关键注意事项

1. 系统稳定性风险：

   • 禁用时钟中断后，调度器 (scheduler_tick()) 停止工作

   • 无抢占发生，当前任务将独占 CPU

   • 时间相关功能（jiffies、gettimeofday）停止更新

2. 必要操作前准备：

   
   local_irq_save(flags);    // 保存中断状态并禁用所有中断
   preempt_disable();        // 禁用内核抢占
   disable_timer_irq();      // 禁用时钟中断

3. 恢复操作：

   
   enable_timer_irq();       // 先恢复时钟中断
   preempt_enable();         // 启用抢占
   local_irq_restore(flags); // 恢复中断状态

4. 最大禁用时间：

   • 典型时钟中断周期 1-10ms

   • 禁用时间不应超过 100ms，否则可能触发看门狗或导致系统不稳定

5. 替代方案建议：

   
   // 临时禁用抢占（更安全）
   preempt_disable();
   // 执行关键操作
   preempt_enable();

典型使用场景

1. 极短时延关键操作：

   
   unsigned long flags;
   local_irq_save(flags);
   disable_timer_irq();
   
   // 执行时间敏感操作（< 100us）
   asm volatile("nop; nop; ...");
   
   enable_timer_irq();
   local_irq_restore(flags);

2. 低功耗状态进入前：

   
   disable_timer_irq();
   wfi();  // 进入WFI状态
   enable_timer_irq(); // 被其他中断唤醒后执行

调试与验证

1. 检查中断状态：

   
   cat /proc/interrupts | grep arch_timer

   • 禁用后计数器应停止增长

2. 监控系统状态：

   
   perf stat -e irq_vectors:local_timer_entry

3. 内核日志确认：

   dmesg

   
   [  123.456] Disabled arch_timer interrupt

重要警告

1. 避免在用户空间进程中使用 - 仅限内核模块或核心代码

2. 禁用期间不可调用任何调度相关函数（如 schedule(), msleep()）

3. 禁止在中断上下文中使用此操作

4. 多核系统中需配合 get_cpu()/put_cpu() 处理 CPU 亲和性

如非必要，建议使用 preempt_disable() 或 local_irq_disable() 替代完全禁用时钟中断，以保持系统基本功能运作。